JP2015103014A - 圧力制御設備及び圧力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】常用系列に加え待機系列を有する圧力制御設備において、常用系列の圧力制御弁に異常が発生した場合に、二次側圧力の異常低下を防止する。
【解決手段】昇圧防止遮断弁４１が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期か否かを判定する昇圧防止時期判定手段５２と、昇圧防止時期判定手段５２が昇圧防止時期であると判定した場合に、待機用圧力制御弁１０、２０の閉状態から開状態への応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する応答性能向上手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、常用系列の流体流路に、二次側圧力を設定圧力に制御する常用圧力制御弁と、当該常用圧力制御弁の上流側に二次側圧力が前記設定圧力よりも高い高圧側設定圧力となったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁とを備え、前記常用系列の流体流路に併設される待機系列の流体流路に、二次側圧力を前記設定圧力よりも低い低圧側設定圧力に制御可能な待機用圧力制御弁を備えた圧力制御設備、及び当該圧力制御設備の制御方法に関する。

従来、流体流路の二次側圧力を設定圧力に調整する圧力制御弁を備えた圧力制御設備が知られている。このような圧力制御設備は、都市ガスを各需要家に供給するガス導管等の流体流路に設けられ、二次側圧力を所望の設定圧力に調整する。
このような圧力制御弁は、信頼性が高くなるように製造されているが、例えば、開状態から閉状態への切り換えができない等の異常が発生した場合、二次側圧力が異常上昇することを防止するべく、当該圧力制御弁の上流側（一次側）に、その遮断圧力が圧力制御弁の設定圧力よりも高く設定されている昇圧防止遮断弁が設けられると共に、流体流路で圧力制御弁及び昇圧防止弁が設けられる常用系列の流体流路と並列して少なくとも１つの待機系列の流体流路を設け、当該待機系列の流体流路に圧力制御弁の設定圧力よりも低い待機用設定圧力で働く待機用の圧力制御弁を備える構成が知られている（特許文献１を参照）。
当該構成によれば、常用系列に設けられる圧力制御弁に異常が発生し、二次側圧力がその圧力制御弁の設定圧力よりも高い異常圧力にまで昇圧し、昇圧防止遮断弁の遮断圧力に達すると昇圧防止遮断弁が作動して常用系列の流体流路が遮断され、常用系列を介する二次側圧力の異常上昇が防止される。これにより、二次側圧力が待機用の圧力制御弁の待機用の設定圧力まで低下すると、待機用の圧力制御弁が作動状態となり、二次側圧力が待機用の設定圧力で維持されることとなる。

特開２００４−１４５８４９号公報

上記特許文献１に開示の技術では、常用の圧力制御弁に異常が発生した場合、二次側圧力が昇圧防止遮断弁の遮断圧力に達し、昇圧防止遮断弁が常用系列の流体流路を閉止し、流体流路の二次側圧力が、待機用の圧力制御弁の待機用設定圧力まで低下した後に、待機用の圧力制御弁の閉状態から開状態への状態変更が開始する。
つまり、昇圧防止遮断弁が遮断され、流体流路の二次側圧力が低下し始める時期から、待機系列を介して、待機用の圧力制御弁が正常に働いて二次側圧力が待機用設定圧力に適切に制御される時期まで、大きいタイムラグが発生する。この理由は、待機用の圧力制御弁が適切に働くようになるまでに、一定の時間を要するためである。
このため、当該常用系列の圧力制御弁に異常が発生した場合、各需要家に十分な圧力で都市ガスを供給できない時間帯が発生し、改善の余地があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、常用系列に加え待機系列を有する圧力制御設備において、常用系列の圧力制御弁に異常が発生し、圧力遮断弁が遮断される場合であっても、二次側圧力が適切に待機用設定圧力に制御されるまでの時間を短縮することができる（このことを本願では応答性向上と呼ぶことがあるものとする）圧力制御設備及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の圧力制御設備は、
常用系列の流体流路に、二次側圧力を常用設定圧力に制御する常用圧力制御弁と、二次側圧力が前記常用設定圧力よりも高い遮断圧力となったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁とを備え、
前記常用系列の流体流路に併設される待機系列の流体流路に、二次側圧力を前記常用設定圧力よりも低い待機用設定圧力に制御可能な待機用圧力制御弁を備えた圧力制御設備であって、その特徴構成は、
前記昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期か否かを判定する昇圧防止時期判定手段と、
前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する応答性能向上手段を備える点にある。

また、上記目的を達成するための本発明の圧力制御方法は、
常用系列の流体流路に、二次側圧力を常用設定圧力に制御する常用圧力制御弁と、二次側圧力が前記常用設定圧力よりも高い遮断圧力となったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁とを備え、
前記常用系列の流体流路に併設される待機系列の流体流路に、二次側圧力を前記常用設定圧力よりも低い待機用設定圧力に制御可能な待機用圧力制御弁を備えた圧力制御設備による圧力制御方法であって、その特徴構成は、
前記昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期か否かを判定する判定工程と、
判定工程にて昇圧防止時期であると判定された場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する応答性能向上処理工程とを含む点にある。

上記特徴構成によれば、何らかの理由により、常用圧力制御弁に異常が発生して、開状態から閉状態へ移行できなくなり、二次側圧力が昇圧し続け遮断弁が働く圧力に近づくときには、昇圧防止時期判定手段が、昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期であるか否かを判定して、昇圧防止時期であると判定した場合は、昇圧防止遮断弁の流体流路の遮断動作や待機用設定圧力までの圧力低下を待つことなく、応答性能向上手段が待機用圧力制御弁の開状態から閉状態への作動の準備を行う。即ち応答性を向上させる。
これにより、常用圧力制御弁に異常が発生しているときで昇圧防止時期には、能動的に待機用圧力制御弁の応答性を高め、二次側圧力の適切な制御の準備が備わった待機用圧力制御弁にて、二次側圧力を、早く、待機用設定圧力に追従させることができるから、常用圧力制御弁の異常の発生から、二次側圧力が一旦大きく低下し再度待機用設定圧力に回復するまでの時間を短縮できる。

ここで、昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期とは、昇圧防止遮断弁の弁開度を直接測定することで判定される時期のみならず、二次側圧力の測定により判定される時期を含むものとする。
また、開状態から閉状態へ移行する時期とは、閉状態へ移行し始める前の時期も含む概念であり、圧力にて規定すると、二次側圧力が正常状態の常用圧力制御弁にて設定される圧力（例えば、常用設定圧力の１１０％程度の圧力）を超えた時期を含む概念である。
ここで、正常状態での前記常用圧力制御弁にて設定される圧力とは、常用設定圧力を含む所定の範囲内の圧力を意味し、当該圧力を超える圧力とは、正常状態の常用圧力制御弁を正常に制御している限りは到達し得ない圧力を意味する。
尚、待機用圧力制御弁の応答性能が高い状態では、待機用圧力制御弁が敏感になりハンチングを起こす虞が高くなったり、厳密な圧力制御ができていなかったりするので、昇圧防止時期から一定期間を経過した後には、通常の応答性能に戻す処理がなされる。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記昇圧防止時期判定手段は、二次側圧力を測定する圧力計と、
当該圧力計の測定圧力が前記昇圧防止遮断弁の前記遮断圧力となったときに前記昇圧防止時期であると判定する判定部とから成る点にある。

上記特徴構成によれば、昇圧防止時期は、昇圧防止遮断弁の遮断動作を直接検知するのではなく、判定部が、流体流路の二次側に設けられる圧力計にて測定される測定圧力が、昇圧防止遮断弁の遮断圧力となったときに昇圧防止時期であると判定することができる。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記昇圧防止時期判定手段は、前記昇圧防止遮断弁の作動を検知する検知手段と、当該検知手段が前記昇圧防止遮断弁の作動を検知したときに前記昇圧防止時期であると判定する判定部とから成る点にある。

上記特徴構成によれば、昇圧防止時期判定手段は、昇圧防止遮断弁の開状態から閉状態への作動を検知したときに昇圧防止時期であると判定するから、二次側圧力が待機用設定圧力まで低下した後で待機用圧力制御弁の駆動が開始される時期よりも十分に早い時期から、待機用圧力制御弁の作動を準備させることができるから、その応答性を能動的に制御して向上できる（二次側圧力が異常となる期間を短縮できる）。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記応答性能向上手段は、前記待機用圧力制御弁への駆動圧を昇圧させる又は降圧させる駆動圧調整手段である点にある。

上記特徴構成によれば、応答性能向上手段としての駆動圧調整手段は、待機用圧力制御弁への駆動圧を昇圧又は降圧するという比較的簡易な操作を、昇圧防止時期から実行することで、待機用圧力制御弁に作動準備させることができるから、待機用圧力制御弁の応答性能を、比較的簡易な方法で実行できる。
尚、駆動圧調整手段は、待機用圧力制御弁としての主ガバナの圧力室をそれよりも高圧又は低圧の領域と連通する連通路と、当該連通路を開閉する電磁弁により構成することができる。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記待機用圧力制御弁は、二次側圧力を待機用設定圧力に調整する主ガバナと、前記待機用設定圧力を変更設定自在なパイロットガバナとから成り、
前記応答性能向上手段は、前記パイロットガバナに設けられる通気部の流路抵抗を低減する流路抵抗低減手段から構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、応答性能向上手段としての流路抵抗低減手段は、昇圧防止時期に、パイロットガバナの大気開放室に設けられる通気部の流路抵抗を一時的に低減でき、パイロットガバナのダイヤフラムが移動するときの抵抗を低減できるから、パイロットガバナの応答速度を一時的に向上できる。結果、当該パイロットガバナから主ガバナへの駆動圧の供給速度を速めることができ、主ガバナの応答性能を向上できる（主ガバナの制御開始時期を早めることができる）。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記待機用圧力制御弁は、二次側圧力を待機用設定圧力に調整する主ガバナと、前記待機用設定圧力を変更設定自在なパイロットガバナとから成り、
前記応答性能向上手段は、前記パイロットガバナへの供給圧力を増加する供給圧力増加手段から構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、応答性能向上手段としての供給圧力増加手段は、昇圧防止時期に、パイロットガバナへの供給圧力を増加することができるから、当該パイロットガバナから主ガバナへの駆動圧を、一次的に昇圧できる。これにより、主ガバナの応答速度を向上することができる（主ガバナの制御開始時期を早めることができる）。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記常用系列の流体流路を通流する流体の流量を測定する流量測定手段を備え、
前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合で、且つ前記流量測定手段の流量が規定流量以上である場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる点にある。

上記特徴構成によれば、応答性能向上手段は、常用系列の流体流路を通流する流体流量が規定流量以上であるという条件も満たす場合にのみ、待機用圧力制御弁の応答性能を向上させる（作動を早期とする）から、常用系列の流体流路を通流する、すなわち流体流路の二次側を通流する流体流量が大きい場合（二次側の需要家での需要が大きい場合）には、待機用圧力制御弁の応答性を向上させて、需要家へのガスの供給を滞りなく実行でき、流体流路の二次側を通流する流体流量が小さい場合（二次側の需要家での需要が小さい場合）には、待機用圧力制御弁の応答性を向上させないで、それが敏感になってハンチングを起こすことを防止できる。
ここで、規定流量とは、二次側圧力の異常低下を発生させることなく待機用圧力制御弁が稼働できる限界流量を意味するものとする。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記常用圧力制御弁の開度を測定する開度測定手段を備え、
前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合で、且つ前記開度測定手段にて測定された前記常用圧力制御弁の開度が規定開度以上である場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる点にある。

上記特徴構成によれば、待機用圧力制御弁の応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する条件として、常用圧力制御弁の開度が規定開度以上という条件を加えることで、不必要に応答性能向上処理が実行されることを防止できる。
ここで、規定開度とは、二次側圧力の異常低下を発生させることなく待機用圧力制御弁が稼働できる限界開度を意味するものとする。
説明を加えると、昇圧防止遮断弁の作動の検知を行う検知手段や、二次側圧力を検出する圧力計の出力に基づいて昇圧防止時期を判定している場合、これらの検知手段や圧力計が故障等することにより誤って昇圧防止時期であると判定しているときでも、常用圧力制御弁の開度が規定開度未満のときには、常用圧力制御弁は正常状態であるから、応答性能常用処理を実行する必要はない。
上記特徴構成によれば、このような場合に、不必要に応答性能向上処理が実行されることを防止できる。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記二次側圧力を測定する圧力計を備え、
前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記圧力計にて測定された測定圧力が、前記待機用設定圧力未満の予め規定された規定圧力となった場合、又は前記圧力計にて測定された測定圧力の変化速度が予め規定された規定変化速度となった場合に、前記待機用圧力制御弁の応答性能を通常に戻す点にある。

待機用圧力制御弁の応答性能が高い状態では、その感度が高くハンチングを起こす虞がある。また、駆動圧を昇圧又は降圧させた場合においては、その間厳密な圧力制御ができていない。
上記特徴構成によれば、二次側圧力が、常用設定圧力未満の予め規定された規定圧力となった場合、又は圧力計にて測定された測定圧力の変化速度が予め規定された規定変化速度となった場合、即ち、二次側圧力が二次側へのガス供給を問題なく行える程度にまで回復している場合には、応答性能向上処理を停止することで、待機用圧力制御弁のハンチングや非制御状態の継続による異常昇圧を防止できる。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記待機系列の流体流路を通流する流体の流量を測定する流量測定手段を備え、
前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記流量測定手段にて測定された測定流量が、常用系列の通常流量となった場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性能を通常に戻す点にある。

上記特徴構成によっても、待機用圧力制御弁のハンチングを防止できる。
ここで、『通常流量』とは、異常昇圧が始まる直前の流量を意味するものである。

本発明の圧力制御設備の更なる特徴構成は、
前記待機用圧力制御弁の開度を測定する開度測定手段を備え、
前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記開度測定手段にて測定された測定開度が、前記常用圧力制御弁の通常開度となった場合に、前記待機用圧力制御弁の応答性能を通常に戻す点にある。

上記特徴構成によっても、待機用圧力制御弁のハンチングを防止できる。
ここで、『通常開度』とは、異常昇圧が始まる直前の常用圧力制御弁開度を意味するものである。
尚、上記特徴構成を有する圧力制御設備は、常用圧力制御弁と待機用圧力制御弁とが同一性能を有する場合において、有効に機能する。

第１実施形態に係る圧力制御設備の概略構成図 第１実施形態に係る応答性能向上手段に係る構成を示す図 第２実施形態に係る圧力制御設備の概略構成図 第３実施形態に係る応答性能向上手段に係る構成を示す図 第４実施形態に係る応答性能向上手段に係る構成を示す図 第５実施形態に係る応答性能向上手段に係る構成を示す図 常用圧力制御弁に異常が発生した場合の二次側圧力の概略を示すグラフ図

本発明の圧力制御設備１００は、少なくとも常用系列と待機系列とを１つずつ備える多系列のガバナシステムにおいて、常用系列に異常が発生した場合の待機系列の応答性能を向上することできるものに関する。
〔第１実施形態〕
圧力制御設備１００は、図１、２に示すように、一次側の流体流路Ｌ０（一次側圧力：Ｐ０）と、二次側の流体流路Ｌ３（二次側圧力：Ｐ１）との間に、常用系列の流体流路Ｌ１と待機系列の流体流路Ｌ２とを併設する状態で、備えている。
常用系列の流体流路Ｌ１には、二次側の流体流路Ｌ３を通流する流体の圧力を常用設定圧力Ｐγに制御する常用圧力制御弁４２と、当該常用圧力制御弁４２の上流側（下流側でも構わない）で二次側圧力が常用設定圧力Ｐγよりも高い遮断圧力Ｐβとなったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁４１とを備えている。
常用圧力制御弁４２に関しては、二次側圧力Ｐ１を常用設定圧力Ｐγに設定する主ガバナ（図示せず）と、常用設定圧力Ｐγを変更設定自在なパイロットガバナ（図示せず）とから構成されており、これらの構成は一般に用いられる整圧装置と変わるところがない。

待機系列の流体流路Ｌ２には、二次側圧力Ｐ１を常用設定圧力Ｐγよりも低い待機用設定圧力Ｐδに制御可能な待機用圧力制御弁１０、２０と、待機用圧力制御弁１０、２０の駆動圧Ｐαを昇圧可能な電磁弁４０等（駆動圧調整手段の一例）とが設けられている。
待機系列に係る構成（図１で点線Ａで囲まれる部分の構成）に関し説明を加える。
待機用圧力制御弁１０、２０は、常用圧力制御弁４２が開状態となったままで閉状態へ移行しない等の異常が発生し、二次側圧力Ｐ１が常用設定圧力Ｐγよりも高い異常圧力に昇圧し昇圧防止遮断弁４１の遮断圧力Ｐβとなり、昇圧防止遮断弁４１が遮断して、二次側圧力Ｐ１が低下して待機用設定圧力Ｐδを下回った場合に、二次側圧力Ｐ１を待機用圧力にまで昇圧させ、この圧力Ｐδに制御する機能を有する。
待機用圧力制御弁１０、２０は、二次側圧力Ｐ１を待機用設定圧力Ｐδに設定する主ガバナ１０と、常用設定圧力Ｐγを変更設定自在なパイロットガバナ２０ととから構成されている。
パイロットガバナ２０は、内部を通気部２６により大気開放される大気開放室２２と圧力室２３とに区画するダイヤフラム２４と、当該ダイヤフラム２４を大気開放室２２側から圧力室２３側へ付勢して待機用設定圧力Ｐδを調整する第１付勢バネ２５と、ダイヤフラム２４の圧力室２３側に連結されダイヤフラム２４と共に移動自在な軸部２７及び弁体２８と、当該弁体２８が着座自在な第１開口部２１とから構成されている。
圧力室２３は二次側圧力供給路Ｌ２ａにより待機系列の流体流路Ｌ２の二次側に接続されており、その内部の圧力は二次側圧力Ｐ１となる。
また、第１開口部２１は、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側に連通接続する第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂと、主ガバナ１０の圧力室２３に連通接続される第２駆動圧力供給路Ｌ２ｃとを、開状態で連通し閉状態で遮断する形態で設けられている。
尚、二次側圧力供給路Ｌ２ａと第２駆動圧力供給路Ｌ２ｃとは、互いを連通する流路が設けられ、当該流路には、絞り３１が設けられている。

主ガバナ１０は、内部を通気部１６により大気開放される大気開放室１２と圧力室１３とに区画するダイヤフラム１４と、当該ダイヤフラム１４を大気開放室１２の側から圧力室１３の側へ付勢する第２付勢バネ１５と、ダイヤフラム１４の圧力室１３側に連結されダイヤフラム１４と共に移動自在な軸部１７及び弁体１８と、当該弁体１８が着座自在な第２開口部１１とから構成されている。
第２開口部１１は、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側と二次側とを、開状態で連通し閉状態で遮断する形態で設けられている。

以上の構成により、待機系列の流体流路Ｌ２の二次側の圧力が待機用設定圧力Ｐδよりも低下して、圧力室２３の圧力が低下した場合、パイロットガバナ２０の第１付勢バネ２５の付勢力によりダイヤフラム２４が圧力室２３の側へ移動し、当該移動に伴って弁体２８が第１開口部２１から離れ、第１開口部２１が開状態となり、第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂから供給される駆動圧Ｐαが第２駆動圧力供給路Ｌ２ｃを介して、主ガバナ１０の圧力室１３に供給され、圧力室１３の駆動圧にて第２付勢バネ１５を圧縮し、ダイヤフラム１４を移動させ、当該移動により弁体１８を第２開口部１１から離間させ、第２開口部１１を開状態とし、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側の流体を二次側へ流入させて、二次側の圧力を昇圧して、二次側圧力が待機用設定圧力Ｐδとなるように制御される。

これまで説明した構成のみでは、待機用圧力制御弁１０、２０が、二次側圧力Ｐ１を待機用設定圧力Ｐδへの調整の開始は、常用系列の昇圧防止遮断弁４１により常用系列の流体流路Ｌ１が遮断されてから、二次側圧力Ｐ１が待機用設定圧力Ｐδ未満まで低下した後実行されるので、当該待機用圧力制御弁１０、２０により二次側圧力Ｐ１が待機用設定圧力Ｐδに調整されるまでに、時間がかかる。
そこで、当該第１実施形態に係る圧力制御設備１００にあっては、図２に示すように、主ガバナ１０の圧力室１３と待機系列の流体流路Ｌ２の一次側とを連通する補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄを備え、当該補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄを開閉する電磁弁４０を備えると共に、図１に示すように、二次側の流体流路Ｌ３の圧力を測定する圧力計６０と、二次側の流体流路Ｌ３を通流する流体の流量を測定する流量計６１とを備えている。
更に、制御装置５０は、圧力計６０にて測定される測定圧力が正常状態での常用圧力制御弁４２にて設定される圧力よりも高く、昇圧防止遮断弁４１の遮断圧力Ｐβ以下の昇圧判定圧力（好ましくは、昇圧防止遮断弁４１の遮断圧力Ｐβ）になったときに昇圧防止時期であると判定する判定部５２（昇圧防止時期判定手段の一例）と、判定部５２が昇圧防止時期であると判定したときに、電磁弁４０を閉状態から開状態へ切り替える開閉制御部５１とを備えている。
これにより、主ガバナ１０の圧力室１３には、待機系列の流体流路Ｌ２の二次側圧力が待機用設定圧力Ｐδに低下する時期よりも十分に早い時期である昇圧防止時期に、能動的に、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄを介して駆動圧Ｐαを主ガバナ１０の圧力室１３へ供給し、主ガバナ１０の応答性能を向上させる応答性能向上処理（制御開始時期を早める処理）を実行することができる。
以上の構成で、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄ、電磁弁４０、開閉制御部５１が、応答性能向上手段として働く。

当該応答性能向上処理を実行する場合、常用圧力制御弁４２に異常が発生して開状態が維持され、昇圧防止遮断弁４１が作動して常用系列の流体流路Ｌ１を遮断した後の二次側圧力（図７で実線で示される圧力）は、図７に示すように、従来の構成での二次側圧力（図７で点線で示される圧力）に比べ、比較的緩やかに低下すると共に、比較的高い圧力から昇圧し始め、待機用設定圧力Ｐδに調整される。これにより、待機用設定圧力Ｐδに追従するまでの時間は、図７でｔ１からｔ２に短縮される。

尚、開閉制御部５１は、判定部５２にて昇圧防止時期であると判定され、且つ流量計６１の測定流量（この場合は常用系列の流体流路Ｌ１を通流する流量が測定される）が規定流量以上である場合に、電磁弁４０を閉状態から開状態へ移行させるように制御しても良い。ここで、規定流量とは、二次側圧力の異常低下を発生させることなく待機用圧力制御弁が稼働できる限界流量を意味するものとする。

ここで、応答性能向上処理を実行している場合、主ガバナ１０は二次側の圧力変化に対して敏感になるため、ハンチング等を起こしやすくなる。
そこで、本発明の圧力制御設備１００にあっては、制御装置５０の判定部５２が、昇圧防止時期であると判定した後で、圧力計６０の測定圧力が待機用設定圧力Ｐδ未満の予め規定された規定圧力（例えば、待機用設定圧力Ｐδの９０％〜１１０％程度の圧力）となった場合、又は圧力計６０にて測定された測定圧力の変化（上昇）速度が予め規定された規定変化速度となった場合に、電磁弁４０を開状態から閉状態へ戻し、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄから主ガバナ１０の圧力室１３への駆動圧Ｐαの供給を停止して、応答性能向上処理を停止する。

〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る圧力制御設備１００は、第１実施形態に対し昇圧防止時期判定手段の構成が異なるので、以下、その構成について重点的に説明し、他の構成については説明を割愛する。
第２実施形態に係る圧力制御設備１００では、図３に示すように、昇圧防止遮断弁４１の弁体の開状態から閉状態への移動を直接的に検知する光学式等の検知センサ（検知手段の一例：図示せず）を備え、制御装置５０の判定部５２は、当該検知センサにて昇圧防止遮断弁４１の作動（例えば、作動開始）を検知したときに、昇圧防止時期であると判定するように構成されている。
これにより、開閉制御部５１は、昇圧防止時期であると判定された直後に、電磁弁４０を閉状態から開状態として、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄを介して、待機用圧力制御弁としての主ガバナ１０の圧力室１３に駆動圧Ｐαを供給し、主ガバナ１０の応答性能を向上する。

〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る圧力制御設備１００は、第１実施形態に対し、応答性能向上手段に係る構成が異なるので、以下、その構成について重点的に説明し、その他の構成については説明を割愛する。
第３実施形態に係る圧力制御設備１００では、図４に示すように、応答性能向上処理を実行するときには、待機用圧力制御弁としての主ガバナ１０の駆動圧Ｐαが降圧するように構成されている。
説明を追加すると、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０の第１開口部２１及び弁体２８は、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側に連通接続する第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂと、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側に連通接続する二次側圧力供給路Ｌ２ｋとを、開状態で連通し閉状態で遮断する形態で設けられている。
更に、待機用圧力制御弁としての主ガバナ１０の圧力室１３は、第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂの絞り３２の下流側（二次側）と、第２駆動圧力供給路Ｌ２ｅを介して連通接続されると共に、待機系列の流体流路Ｌ２の二次側に接続される駆動圧力排出路Ｌ２ｆに連通接続されている。駆動圧力排出路Ｌ２ｆには、電磁弁４０が設けられており、当該電磁弁４０は、制御装置５０の開閉制御部５１により開状態と閉状態とに切り換え制御される。
当該第３実施形態における待機用圧力制御弁の作動につき、説明を加えると、二次側圧力Ｐ１が待機用設定圧力Ｐδ以上の圧力である場合、パイロットガバナ２０の第１開口部２１は閉状態にあるため、第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂの絞り３２を介して供給される駆動圧は、第２駆動圧力供給路Ｌ２ｅを介して主ガバナ１０の圧力室１３に供給されることにより、第２開口部１１が閉じ側に制御される。一方、二次側圧力Ｐ１が待機用設定圧力Ｐδ未満の圧力である場合、パイロットガバナ２０の第１開口部２１は開状態となり、第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂの絞り３２を介して供給される駆動圧及び主ガバナ１０の圧力室１３の駆動圧は、パイロットガバナ２０の第１開口部２１及び二次側圧力供給路Ｌ２ｋを介して、待機系列の流体流路Ｌ２の二次側に抜かれ、主ガバナ１０の第２開口部１１が開き側に制御される。
当該第３実施形態の応答性能向上処理では、制御装置５０の開閉制御部５１が、駆動圧力排出路Ｌ２ｆに設けられる電磁弁４０を閉状態から開状態へ切り換えることで、待機用圧力制御弁としての主ガバナ１０への駆動圧Ｐαを降圧する。
即ち、駆動圧力排出路Ｌ２ｆ、電磁弁４０、及び開閉制御部５１が、応答性能向上手段としての駆動圧調整手段として働く。

〔第４実施形態〕
第４実施形態に係る圧力制御設備１００は、第１実施形態に対し、応答性能向上手段に係る構成が異なるので、以下、その構成について重点的に説明し、その他の構成については説明を割愛する。
第４実施形態に係る圧力制御設備１００では、図５に示すように、応答性能向上処理を実行する場合、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０の大気開放室２２の通気部２６の抵抗を小さくすることで、応答性能を向上するものである。
説明を追加すると、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０の大気開放室２２の通気部２６に接続される通気流路Ｌ２ｇの下流側に、絞り３３を備える第１下流側通気流路Ｌ２ｈと電磁弁４０を備える第２下流側通気流路Ｌ２ｉとを並列に接続した状態で設ける。
応答性能向上処理では、制御装置５０の開閉制御部５１が、第２下流側通気流路Ｌ２ｉに設けられる電磁弁４０を閉状態から開状態へ切り換えることで、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０の応答速度を向上させる。
当該第４実施形態にあっては、第２下流側通気流路Ｌ２ｉ、電磁弁４０、及び開閉制御部５１が、応答性能向上手段としての流路抵抗低減手段として働く。

〔第５実施形態〕
第５実施形態に係る圧力制御設備１００は、第１実施形態に対し、応答性能向上手段に係る構成が異なるので、以下、その構成について重点的に説明し、その他の構成については説明を割愛する。
第５実施形態に係る圧力制御設備１００では、応答性能向上処理を実行する場合、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０への供給圧力を増加することで、応答性能を向上するものである。
説明を追加すると、当該第５実施形態にあっては、図６に示すように、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０に接続される第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂに減圧弁３４を設けると共に、当該第１駆動圧力供給路Ｌ２ｂの減圧弁３４の下流側（二次側）と、待機系列の流体流路Ｌ２の一次側とを連通接続する補助駆動圧力供給路Ｌ２ｊを備えると共に、当該補助駆動圧力供給路Ｌ２ｊに電磁弁４０を設ける。
応答性能向上処理では、制御装置５０の開閉制御部５１が、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｊに設けられる電磁弁４０を閉状態から開状態へ切り換えることで、待機用圧力制御弁としてのパイロットガバナ２０の応答速度を向上させる。
当該第５実施形態にあっては、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｊ、電磁弁４０、及び開閉制御部５１が、応答性能向上手段としての流路抵抗低減手段として働く。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態にあっては、制御装置５０の判定部５２は、昇圧防止遮断弁４１の開状態から閉状態への作動を、昇圧防止遮断弁４１の弁体の開状態から閉状態への移動を直接的に検知する光学式等の検知センサを備え、当該検知センサにて弁体の移動を検知した時期が昇圧防止時期であると判定する例を示した。
しかしながら、昇圧防止遮断弁４１の開状態から閉状態への作動は、昇圧防止遮断弁４１の圧力検知部をダイヤフラム及び圧力室からなるアクチュエータで構成する場合、その圧力室の圧力を検出する圧力センサの検出圧力に基づいて昇圧防止時期を判定しても構わない。
また、昇圧防止遮断弁に電気制御式のものを用いる場合には、その制御信号に基づいて、昇圧防止時期を判定する構成を採用しても構わない。

（２）上記実施形態においては、１つの常用系列と１つの待機用系列とを備える例を説明したが、常用系列を複数備えていても本発明の目的を良好に達成可能である。

（３）上記第１実施形態においては、応答性能向上処理を停止する時期の別実施形態を以下に示す。
制御装置５０の判定部５２は、昇圧防止時期であると判定した後で、二次側の流体流路Ｌ３を通流する流体流量を測定する流量計６１の測定流量が、異常昇圧が始まる直前の常用系列流量（通常流量）と等しくなった場合に、電磁弁４０を開状態から閉状態へ戻し、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄから主ガバナ１０の圧力室１３への駆動圧Ｐαの供給を停止して、応答性能向上処理を停止する構成を採用しても構わない。
また、常用圧力制御弁４２と待機用圧力制御弁が同一性能を有する場合において、制御装置５０の判定部５２は、昇圧防止時期であると判定した後で、待機用圧力制御弁としての主ガバナ１０のダイヤフラムの変位量を検出する変位センサ（図示せず）の出力から推定される弁開度が、異常昇圧が始まる直前の常用圧力制御弁４２としての主ガバナ（図示せず）の弁開度（通常開度）となった場合に、電磁弁４０を開状態から閉状態へ戻し、補助駆動圧力供給路Ｌ２ｄから主ガバナ１０の圧力室１３への駆動圧Ｐαの供給を停止して、応答性能向上処理を停止する構成を採用しても構わない。

（４）上記第３実施形態において、駆動圧力排出路Ｌ２ｆは、電磁弁４０の下流側が大気開放されていても構わない。

（５）上記第１実施形態にあっては、判定部５２にて昇圧防止時期であると判定され、且つ流量計６１の測定流量が規定流量以上である場合に、電磁弁４０を閉状態から開状態へ移行させる応答性能向上処理を実行する例を示した。
別の例としては、常用圧力制御弁４２の開度を測定する開度センサ（例えば、光学式の変位測定センサ）を備え、判定部５２にて昇圧防止時期であると判定され、且つ常用圧力制御弁４２の開度が規定開度以上である場合に、電磁弁４０を閉状態から開状態へ移行させる応答性能向上処理を実行しても構わない。規定開度とは、二次側圧力の異常低下を発生させることなく待機用圧力制御弁が稼働できる限界開度を意味する。

（６）上記実施形態においては、常用系列の流体流路Ｌ１及び待機系列の流体流路Ｌ２を通流する流体の流量を二次側の流体流路Ｌ３に設けた流量測定手段である流量計６１で測定する例を示したが、常用系列の流体流路Ｌ１及び待機系列の流体流路Ｌ２それぞれに設けた流量計で測定してもよい。
説明を追加すると、第１〜第５実施形態では、常用系列の流体流路Ｌ１に流量計６１を設け、それにより測定した流量に基づいて制御を行っても構わない。
また、別実施形態（３）では、待機系列の流体流路Ｌ２に流量計６１を設け、それにより測定した流量に基づいて制御を行っても構わない。

（７）上記第１、３、４及び５実施形態における応答性能向上手段は、少なくとも２つ以上を併せて設ける構成を採用することができ、応答性能を向上させる場合、それらの少なくとも２つ以上を併せて働かせる制御を実行するように構成しても構わない。

本発明の圧力制御設備及びその制御方法は、常用系列に加え待機系列を有する圧力制御設備において、常用系列の圧力制御弁に異常が発生した場合に、二次側圧力の異常低下を防止できる圧力制御設備及びその制御方法として、有効に利用可能である。

１０ ：主ガバナ
２０ ：パイロットガバナ
２６ ：通気部
４０ ：電磁弁
４１ ：昇圧防止遮断弁
４２ ：常用圧力制御弁
５０ ：制御装置
５１ ：開閉制御部
５２ ：判定部
６０ ：圧力計
６１ ：流量計
１００ ：圧力制御設備
Ｌ０ ：流体流路
Ｌ１ ：流体流路
Ｌ２ ：流体流路
Ｌ３ ：流体流路
Ｐα ：駆動圧
Ｐβ ：遮断圧力
Ｐγ ：常用設定圧力
Ｐδ ：待機用設定圧力

Claims (12)

1. 常用系列の流体流路に、二次側圧力を常用設定圧力に制御する常用圧力制御弁と、二次側圧力が前記常用設定圧力よりも高い遮断圧力となったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁とを備え、
   前記常用系列の流体流路に併設される待機系列の流体流路に、二次側圧力を前記常用設定圧力よりも低い待機用設定圧力に制御可能な待機用圧力制御弁を備えた圧力制御設備であって、
   前記昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期か否かを判定する昇圧防止時期判定手段と、
   前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する応答性能向上手段を備える圧力制御設備。
2. 前記昇圧防止時期判定手段は、二次側圧力を測定する圧力計と、
   当該圧力計の測定圧力が前記昇圧防止遮断弁の前記遮断圧力となったときに前記昇圧防止時期であると判定する判定部とから成る請求項１に記載の圧力制御設備。
3. 前記昇圧防止時期判定手段は、前記昇圧防止遮断弁の作動を検知する検知手段と、当該検知手段が前記昇圧防止遮断弁の作動を検知したときに前記昇圧防止時期であると判定する判定部とから成る請求項１に記載の圧力制御設備。
4. 前記応答性能向上手段は、前記待機用圧力制御弁への駆動圧を昇圧させる又は降圧させる駆動圧調整手段である請求項１〜３の何れか一項に記載の圧力制御設備。
5. 前記待機用圧力制御弁は、二次側圧力を待機用設定圧力に調整する主ガバナと、前記待機用設定圧力を変更設定自在なパイロットガバナとから成り、
   前記応答性能向上手段は、前記パイロットガバナに設けられる通気部の流路抵抗を低減する流路抵抗低減手段から構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の圧力制御設備。
6. 前記待機用圧力制御弁は、二次側圧力を待機用設定圧力に調整する主ガバナと、前記待機用設定圧力を変更設定自在なパイロットガバナとから成り、
   前記応答性能向上手段は、前記パイロットガバナへの供給圧力を増加する供給圧力増加手段から構成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の圧力制御設備。
7. 前記常用系列の流体流路を通流する流体の流量を測定する流量測定手段を備え、
   前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合で、且つ前記流量測定手段にて測定された測定流量が規定流量以上である場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる請求項１〜６の何れか一項に記載の圧力制御設備。
8. 前記常用圧力制御弁の開度を測定する開度測定手段を備え、
   前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段が前記昇圧防止時期であると判定した場合で、且つ前記開度測定手段にて測定された前記常用圧力制御弁の開度が規定開度以上である場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる請求項１〜６の何れか一項に記載の圧力制御設備。
9. 前記二次側圧力を測定する圧力計を備え、
   前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記圧力計にて測定された測定圧力が、前記待機用設定圧力未満の予め規定された規定圧力となった場合、又は前記圧力計にて測定された測定圧力の変化速度が予め規定された規定変化速度となった場合に、前記待機用圧力制御弁の応答性能を通常に戻す請求項１〜８の何れか一項に記載の圧力制御設備。
10. 前記待機系列の流体流路を通流する流体の流量を測定する流量測定手段を備え、
    前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記流量測定手段にて測定された測定流量が、常用系列の通常流量となった場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性能を通常に戻す請求項１〜８の何れか一項に記載の圧力制御設備。
11. 前記待機用圧力制御弁の開度を測定する開度測定手段を備え、
    前記応答性能向上手段は、前記昇圧防止時期判定手段により前記昇圧防止時期であると判定された後で、前記開度測定手段にて測定された前記待機用圧力制御弁の開度が、通常状態の前記常用圧力制御弁の通常開度となった場合に、前記待機用圧力制御弁の応答性能を通常に戻す請求項１〜８の何れか一項に記載の圧力制御設備。
12. 常用系列の流体流路に、二次側圧力を常用設定圧力に制御する常用圧力制御弁と、当該常用圧力制御弁の上流側に二次側圧力が前記常用設定圧力よりも高い遮断圧力となったときに閉状態となる昇圧防止遮断弁とを備え、
    前記常用系列の流体流路に併設される待機系列の流体流路に、二次側圧力を前記常用設定圧力よりも低い待機用設定圧力に制御可能な待機用圧力制御弁を備えた圧力制御設備による圧力制御方法であって、
    前記昇圧防止遮断弁が開状態から閉状態へ移行する昇圧防止時期か否かを判定する判定工程と、
    判定工程にて昇圧防止時期であると判定された場合に、前記待機用圧力制御弁の閉状態から開状態への応答性を向上させる応答性能向上処理を実行する応答性能向上処理工程とを含む圧力制御設備の圧力制御方法。

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